Resource allocation in dense wireless communication networks

• Auteur / Autrice : Cédric Abgrall
• Direction : Jean-Claude Belfiore, Emilio Calvanese Strinati
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique et communications
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, Télécom ParisTech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Allocation de ressources (radiotéléphonie)

Radio -- Interférence

Systèmes de communication sans fil

Résumé

Cette thèse s'intéresse au problème de gestion de l'interférence co-canal dans les réseaux de communications sans fil. Tout d'abord nous abordons les systèmes de communications coopératives et étudions le compromis entre les bienfaits et les méfaits de la coopération. Plus un message est redondé via les relais, meilleure en est son décodage, mais plus la redondance interfère avec les destinations voisines et en affectent les performances. Nous proposons ainsi de coordonner et d'adapter l'allocation des ressources et l'activation de la coopération dans des cellules voisines aux variations temporelles, spatiales et fréquentielles du contexte courant de communication. Nous proposons ensuite un classificateur d'interférence à trois régimes dont le but est d'estimer l'interférence co-canal perçue par une destination sur une bande afin d'adapter le traitement de l'interférence à la nature temps-variable du canal de transmission et ainsi améliorer le décodage en réception. Ce classificateur est finalement combiné à de l'optimisation sous contraintes de QoS afin de dériver des algorithmes de contrôle de puissance. Une approche centralisée et une approche distribuée sont proposées et toutes deux cherchent à minimiser la puissance de transmission sous respect des contraintes de QoS, et ce quel que soit le scénario de transmission. Nos résultats de simulations montrent que notre approche adaptative permet de réduire notablement le budget de puissance sans affecter la fiabilité de la transmission.

This PhD thesis focuses on interference mitigation techniques for wireless communication networks to limit detrimental effects of in-band interference. First, we consider cooperative communication systems and study the trade-off between cooperation benefits and increased level of interference. Cooperation in wireless networks is like a crowded cocktail party with a cacophony of conversations all around. The more people repeat the same information, the more likely you understand it. However, neighbour repeaters act as interferers which harm your understanding. We propose to coordinate and adapt the activation of cooperation and the resource allocation of neighbour cells to time, frequency and space variations of communication context. Second, we propose to classify interference a destination senses on a given frequency band by differentiating three regimes of interference: noisy, intermediate and very strong. This classifier ensures an adaptive and effective processing of in-band interference adapted to time-varying nature of channel. Then, we combine this classifier with QoS constraints to derive centralized and distributed algorithms for power allocation. Both approaches aim at allocating the minimal transmit power vector while meeting QoS requirements of each user, whatever the communication scenario may be. Our simulations show how an adaptive handling of in-band interference may notably reduce the power budget without affecting transmission reliability.